Wie plant man einen Netzteilkauf?

(Last Updated On: 28. Februar 2015)

Sie wollen sich ein Computer-Netzteil für Ihren Rechner anschaffen und wissen nicht, welche Leistung Sie brauchen und auf welche Merkmale Sie sonst noch achten sollen. Ich helfe Ihnen ein wenig.

Grundsätzlich müsst ihr erstmal grundlegend feststellen, wie viel Watt euer System unter Last später verbrauchen wird. Kleinere Komponenten wie beispielsweise ein CPU-Lüfter oder eine Festplatte haben die Leistung in WAtt entweder direkt auf einem Etikett am Gerät selber bereits aufgeführt oder man kann die Leistung identifizieren, indem man die Volt- und Ampere-Werte auf diesen Etiketten verrechnet. Spannung (Volt) mal Strom (Ampere) ergibt nämlich die Leistung in Watt. Beispiel:; Wenn auf Ihrer Festplatte vorner drauf etwas steht wie

5 VDC: 0.60 A

12 VDC: 0.55 A

dann müssen Sie folgende Berechnungen durchführen

5 V * 0,60 A + 12 V * 0,55 A = 9,6 W. Diese 9,6 watt ist der stromverbaruch im Seek-Modus – also unter Last. Beim Lesen brauchen Sie etwas weniger, beim Schreiben noch wenigert.

Bei komplexeren Komponenten wie beispielsweise Ihrer Grafikkarte oder der CPU müssen Sie entweder das produktdatenblatt zur Rate ziehen  – dieses können Sie einsehen, wenn Sie bei Online-Shops wie Alternate oder Amazon nach dem produkt suchen – oder sie müssen sich per Google einen Power Consumption Test herzaubern. Nehmen Sie dann den höchsten Leistungswert dieses Tests unter Last.

sie addieren dann die Watt-Zahl all ihrer komponenten (Lüfter, Festplatten, RAM, Mainboard, CPU, Grafikkarte usw.) zusammen und haben somit grundsätzlich die Gesamtwattzahl, die Ihr Netzteil liefern muss, plus ein wenig overhead von beispielsweise 50 Watt, die sie extra dazu addieren.

Doch Leistung ist nicht gleich Leistung. Ein Netzteil besteht aus verschiedenen Spannungsschienen. Wenn das Netzteil Strom auf Ihren Rechner gibt, dann wird dieser Strom auf verschiedenen Leitungen transportiert – das kennen Sie ja – die verschiedenen Leitungen sind verschiedene Kabel, die Sie an unterschiedlichen Stellen ins Mainboard,  dieGrafikkarte, in Festplatten oder in Laufwerke reinstecken. Jedes dieser Kabel ist für eine bestimmte Art von Gerät vorgsehen, welches eine bestimmte Spannung in Volt, einen bestimmten Stromfluss in Ampere und eine bestimmte Leistung in Watt braucht. Damit jedes Gerät auch ja den richtigen Strom bekommt, welcher diese drei Werte für das jeweilige Gerät genau richtig liefert, ist der Strom aus dem netzteil in verschiedene Spannungsschienen – Voltage Rails – unterteilt.

Ein Netzteil hat normalerweise eine spannungsschiene für +3.3V, +5V, +12V und -12V.  Jede Spannungsschiene ist ein eigener Stromkreis.  Pro Spannungsschiene können wieder mehrere Stromkabel vom Netzteil weggehen – sie können sich dsa so vorstellen, als wenn Sie einen Stromkreis aus der Elektrotechnikan einem Verzweigungspunkt in mehrere Stränge aufteilen. Wie Sie wissen besteht ein Stromkabel, an welchem Sie letztendlich das mainboard oder eine andere komponente anschließen, wiederum nicht aus einem einzigen Draht, sondern es ist ein Stromkabel, welches aus mehreren Adern besteht. Diese Adern sind dabei immer jeweils an ein und die selbe Spannungsschiene angesechlossen. Würde der Strom nur büper eine einzige Ader geltiet werden, müsste das kbabel, die Stecker, die Leitungen auf dem Mainboard usw. ansnsten viel dicker und größer sein, um die Last tragen zu könne. Es ist billgier dun effizienter mehrere dünnere Adern zu einem Kabel zusammenzhufassen. Desweiteren bekommt ein Mensch, der sich an einer einzigen unisolierten Ader schockt, nicht die volle Breitseite ab.

die einzelnen spannungsschiene werden für verschiedene Zwecke benutzt

+3.3VChipsätze, DIMM-Ramriegel, PCI(e)-Karten, diverse Chips
+5VLogischer Teil von Laufwerken, niedrigpsnnungs-Laufwerkmotoren, SIMM-Ramriegel, einige PCI/AGP-karten
+12VLaufwerksmotoren mit hoher Leistung, Spannungsregulatoren, Grafikkarte, Soundkarte, Mainboard-Stromanschluss, so gut wie alle Lüfter

Oben lesen wir beispieslweise, dass unsere Festplatte von der 5V-spannungsschiene einen Strom von 0,60 Ampere und von der 12 Volt-Schiene einen Strom von 0,55 Ampere braucht – die Leistung, die dadurch vom Netzteil abgezwackt wird, haben wir ja weiter oberen bereits berechnet.

Wenn Sie auf ein netzteil draufschauen, dann sehen Sie auf dem Etikett dort die Werte für die einzelnen Spannungsschienen. Jede Spannungsschiene liefert nämlich immer nur einen Teil  der maximalen Leistung in Watt eines netzteils. Sie könnten beispielsweise auf einem 330 Watt netzteil folgende Angaben haben

+3.3V+5V+12V1+12V2-12V+5Vsb
18A20A17A17A0.8A2.5A
120W288W9.6W12.5W

Dabei müsste ihnen auffallen, dass die Leistung in Watt 1. bei einigen Spannungsschienen zusammengefasst wird und 2. diese Wattzahl nicht der Summe der theoretischen Leistung beider spannungsschienen entspricht. Das kommt daher, dass sich diese spannungsschienen eine Stromquelle teilen.  Dioese spannungsschienen teilen bestimmte teile eines Stromkreises und werden dann an irgendeinem Punkt aufgeteilt. Das ist bei Billig-Netzteilen häufig so. Diese sparen sich dadurch Material beim Ausgestalten der Leiterbahnen für diese Spannungsschienen, da Sie Teile der Leiterbahgnen für mehrere Schienen benutzen können. Das Ergebnis sieht man ja an der geringen Leistungsangabe in Watt, welche diese Schienen kombiniert liefern können. Es gibta ber auch einen logischen Grund, Spannungsschienen aufzuteilen: Ist eine Hardware-Komponente defekt und hat keine saubere Regulation mehr, könnte sie schließlich die gesamte Leistung einer Spannungsschiene aufnehmen. Eine defekte Grafikkarte an einer 12V-Schiene mit 48 A wäre also dazu in der Lage, eine Leistung von 576 W aufzunehmen. Dabei könnte sie Rauch entwickeln und evenutell Feuer fangen und damit andere Komponenten des Systems ebenfalls beschädigen – oder noch schlimmer: einen Hausbrand auslösen. Wenn die 12V-Schienen aufgeteilt sind udn die Grafikkarte nur noch an einer Schiene mit beispielsweise 28 A hängt, kann Sie maximal nur noch  336 W aufnehmen. Einige Grafikkarten haben mehrere PCI-Express-Stromstecker. Man könnte theoretisch einen PCI-Express-Stromstecker der ersten 12V-Scheine und einen PCI-Express-Stromstecker der zweiten 12V-Schiene in die Grafikkarte einstecken. dAnn hätte man zwar einen besseren Lastausgleich zwischen den beiden Schienen, würde aber damit wieder das Risiko der erhöhten Leistungsaufnahme bei Defekt eingehen. Welches Stromkabel an welcher Spannungsschiene hängt, erfährt amn im Handbuch des Netzteils. Wären die spannungsschienen im Gegensatz zum obigen Beispiel getrennt, könnten jedes der Schienen die theoretisch errechnet Leistung aus Spannung * Strom liefern. Desweiterne kann es bei einem solchen Design zu Spannungsabfällen kommen, wenn einer der schaltkreise wesentlich stärker bealstet ist als ein anderer. Wenn Siebeispieslweise sehr viele Festplatten angeschlossen haben, kann es sein dass Ihre +5V-Schiene sehr viel stärker belastet ist als Ihre +3V-Schiene, so dass beispielsweise die Spannung in der +3v-schiene unterhalb eines kritischen Bereiches von sagen wir mal +2.8 V fallen könnte. Das äußert sich dann in Leistungseinbußen oder in den Ausfall von AHrdwareteilen – beispielsweise könnte einer der RAM-Bausteine auf der +3.3V-Schiene ausfallen und einen Bluescreen bei Ihnen auslösen.

Desweiteren müsste Ihnen auffallen, dasswir zwei +12V-Schienen haben. DA heutzutage Prozessoren und Grafikkarten einen hohen Strombedarf von der 12V-Schiene eines Netzteils haben, verbauen Netzteilhersteller mehrere 12V-Schaltkreise, also mehrerer 12V-Spannungsschienen, in Ihren Netzteilen. Dabei gibt es dann im Netzteil Stromkabel, die an der einen 12V-Schiene hängen, und andere Stromkabel, welche die andere schiene benutzen. Das kann jedoch zu Problemen führen, wenn man es versäumt, die Leistung zwischen den beiden Schienen aufzuteilen. Wird eine 12V-Schiene voll belastet und die andere kaum, können Sie theoretisch zu wenig Leistung für Hardware mit einer Leistungsaufnahme von 239 W haben, obwohl Ihre 12V-Schienen theoretishc 288 W lieferfn können. Allgemein gesagt ist es besser, man hat beispielsweise eine einzige 12 V Schiene die 40 Ampere liefert, als zwei 12V-Schienen die jeweils 20 Ampere liefern. Wie gesagt gibt es aber durchaus auch einen logischen Grund, die Schiene aufzuteilen.

Sie haben nu für ejde spannungsschiene den möglichen Stromoutput und die maximal mögliche Leistung dieser Schienen.

Was Sie nun ebenfalls in Ihre berechnungen zum planen eines Netzteilkaufs mit einfließen lassen müssen ist, ob die Spannungsschiene eines netzteils genügend Ampere liefert, um beispielsweise Ihre Grafikkarte zu betreiben. Sie wissen, dass ihre Grafikkarte Strom von der 12V-Schiene bezieht. Sie sehen sich das Produktdatenblatt an – dort steht meist irgendwo ein Wert für die minimale Ampere-Zahl, die das Netzteil auf der 12v-Schiene bieten muss. Wenn nicht können Sie die Ampere-Zahl aus der maximalen Leistung in Watt unter Last, den Sie aus dem Power Consumption Test von weiter oben ermittelt haben, errechnen. Beispiel: In diesem Test der Gamestar wurde für die Radeon R9 270 unter Volllast eine Leistung von 239 Watt ermittelt. 239 W / 12 V = 19,91 A, die Sie auf der 12V-Schiene brauchen. Nehmen wir an, ihr Mainboard hat zwei 6-Pin-PCI-Express-Stromkbabel und jedes dieser Stromkbael hängt an jeweils einer der beiden 12V-Schienen, und Ihre Grafikkarte hat nur einen PCI-Express-Stromanschluss. Dann können Sie unmöglich die benötigten 19,91 A zur Verfügung stellen. Obwohl unsere 12V-Schiene also grundsätzlich von der Watt-Zahl her (288 Watt) über den geforderten 239 W liegen, werden wir die Grafikkarte mit dem oben gezeigten Netzteil nicht betreiben können, da wir in die Grafikkarte ja lediglich ein Stromkabel stecken, welches die Ampere von lediglich einer der beiden 12V-Schienen  – also 17 Ampere – liefern kann, obwohl es, wenn die zweite 12V-Schiene unbelastet bleibt – eine Leistung von 288 Watt liefern könnte. Desweiteren dürften dann ja schließlcih die anderen Komponenten, wie der 12V-Teil der CPU, die Spannungsregulatoren usw. auf dieser Schiene nicht mehr als 288-239 = 49W verbrauchen. Das ist ein bisschen wenig.

Das Mainboard selbst und die darin verbauten und angeschlossenen Komponenten nutzen meist lediglich die +3.3V, +5V und +12V-Schienen, . Das mainboard nutzt oft nicht die möglicherweise verbauten -12V und -5V schienen, obwohl auch diese über das Stromkabel an das Mainboard angeschlossen werden. die -5V-Schiene beispieslweise ist ausschleßlich für den ISA BUS auf dem Pin B5, so dass die Schiene von ISA-Karten genutzt werden kann. ISA ist eine veraltete Alterantive zu PCI-Bussen – in eine ISA-Schnittstelle auf einem Mainboard könnten beispielsweise  alsoa uch Zusatzkarten gesteckt werden. Nur wenn ein Mainboard diesen veralteten Standard unterstützen würde, würde es eine -5V Schiene eines Netzteils nutzen. Die -12V Schiene ist bei älteren Mainboards für den Scahltkreis der LAN-Schnittstelle und für den Serial port zuständig. Acuh dieses Design ist heutzutage überholt, so dass die meisten mianboards diese Schiene ebenfalls nicht mehr nutzen.

Einige Kompeontenn in einem PC bruachen eine andere Spannung als die, die ursprünglich von einer spannungsschiene geliefert wird. beispielsweise bruacht ein prozessor für einige seiner Teilkomponenten spannungen von +1.3V oder weniger, einige DDR2/DDR3-DIMM-Rambausteine brauchen spannungen um die 1.5 bis 1.8V, einige PCI Express Karten brauchen nur 0.8V. Damit diese spannungen am Gerät anliegen müssen sogenannte spannungsreulatorenm – Voltage regulator modules (VRMs) – diese Spannungen umwandeln. Diese sind meist in das Mainboard eingebaut.

Andreas Loibl ist SAP-Berater, Ethical Hacker und Online Marketing Manager und schreibt auf seinem Blog DaFRK Blog über verschiedene Themen in den Sektoren Projektmanagement, Informationstechnik, Persönlichkeitsentwicklung, Finanzen und Zeitmanagement.

DaFRK

Andreas Loibl ist SAP-Berater, Ethical Hacker und Online Marketing Manager und schreibt auf seinem Blog DaFRK Blog über verschiedene Themen in den Sektoren Projektmanagement, Informationstechnik, Persönlichkeitsentwicklung, Finanzen und Zeitmanagement.

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